Protobiontes

I protobionti sono un tipo di strutture abiotiche lipidiche che hanno preceduto le prime cellule

Quali sono i protobioni?

IL Protobiontes I protocampi di o sono complessi biologici che secondo alcune ipotesi legate all'origine della vita, cellule precedute. Secondo il biochimista russo Aleksander Oparin (1894-1980), questi sono aggregati molecolari circondati da una membrana lipidica semipermeabile o una struttura simile a questa.

Questi aggregati molecolari biotici erano in grado.

Alcuni esperimenti condotti in laboratorio da diversi ricercatori hanno rivelato che i protobionti potrebbero essere formati spontaneamente usando blocchi strutturali i composti organici creati da molecole abiotiche.

Esempi di questi esperimenti sono la formazione di liposomi, che sono aggregazioni di piccole gocce circondate da membrane. Questi possono essere formati quando i lipidi vengono aggiunti all'acqua. Si verifica anche quando viene aggiunto un altro tipo di molecole organiche.

Potrebbe accadere che le gocce simili a liposomos siano state formate in stagni di tempi prebiotici e hanno incorporato casualmente alcuni polimeri di aminoacidi.

In tal caso che i polimeri hanno reso la membrana permeabile a alcune molecole organiche, queste molecole sarebbero incorporate selettivamente.

Proprietà e caratteristiche dei protobionti

I presunti protobionti potevano essere formati da molecole idrofobiche organizzate in forma di bilay (due strati) sulla superficie di una goccia, ricordando le membrane lipidiche presenti nelle cellule attuali.

Membrane semipermeabili

Poiché la struttura è selettivamente permeabile, il liposoma può gonfiarsi o sbarazzarsi a seconda della concentrazione di soluti medi.

Cioè, se il liposoma è esposto a un mezzo ipotonico (la concentrazione all'interno della cellula è più alta), l'acqua entra nella struttura, gonfiando il liposoma. Al contrario, se il mezzo è ipertonico (la concentrazione della cellula è inferiore), l'acqua si sposta verso l'ambiente esterno.

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Questa proprietà non è unica per i liposomi, può anche essere applicata alle cellule attuali di un organismo. Ad esempio, se i globuli rossi sono esposti a un mezzo ipotonico, possono esplodere.

Eccitabilità

I liposomi possono immagazzinare energia sotto forma di potenziale di membrana, che consiste in una tensione attraverso la superficie. La struttura può scaricare la tensione in un modo che ricorda il processo che si verifica nelle cellule neuronali del sistema nervoso. 

I liposomi presentano diverse caratteristiche degli organismi viventi. Tuttavia, non è lo stesso di affermare che i liposomi sono vivi.

Origine dei protobionti

Esiste un'ampia diversità di ipotesi che cercano di spiegare l'origine e l'evoluzione della vita in un ambiente prebiotico. I postulati più eccezionali saranno descritti di seguito che discutono dell'origine delle protobioni:

Ipotesi di oparin e haldane

L'ipotesi sull'evoluzione biochimica fu proposta da Alexander Oparin nel 1924 e da John D. S. Haldane (1892-1984) nel 1928.

Questo postulato presuppone che l'atmosfera prebiotica mancasse di ossigeno, ma era fortemente riduttiva, con grandi quantità di idrogeno che hanno dato origine alla formazione di composti organici grazie alla presenza di fonti energetiche.

Secondo questa ipotesi, quando si è verificato il raffreddamento della terra, il vapore delle eruzioni vulcaniche, che ha precipitato come piogge forti e costanti è stato condensato. Quando l'acqua cadde, trascinò sali minerali e altri composti, dando origine alla famosa zuppa originale o al brodo nutrizionale.

In questo ipotetico ambiente, si possono formare grandi complessi molecolari chiamati composti prebiotici, che hanno causato sistemi cellulari sempre più complessi. Oparin chiamava questi protobioni.

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Man mano che i protobionti aumentavano la loro complessità, acquisirono nuove capacità per trasmettere informazioni genetiche e Oparin concesse il nome di eubiontes a queste forme più avanzate.

Miller e Urey Experiment

Nel 1953, dopo i postulati di Oparin, i ricercatori Stanley L. Miller (1930-2007) e Harold C. Urey (1893-1981) ha sviluppato una serie di esperimenti per verificare la formazione di composti organici basati su semplici materiali inorganici.

Miller e Urey sono riusciti a creare un disegno sperimentale che simulava gli ambienti prebiotici con le condizioni proposte da oparin su piccola scala, ottenendo una serie di composti come aminoacidi, acidi grassi, acido formico, urea, tra gli altri.

Materiale genetico dei protobionti

Mondo dell'RNA

Secondo l'ipotesi degli attuali biologi molecolari, i protobionti trasportavano molecole di RNA, anziché molecole di DNA, che hanno permesso loro di replicare e archiviare informazioni.

Oltre ad avere un ruolo fondamentale nella sintesi proteica, l'RNA può anche comportarsi come un enzima ed eseguire reazioni di catalisi. A causa di questa caratteristica, l'RNA è un candidato indicato per essere il primo materiale genetico nei protobionti.

Le molecole di RNA in grado di causare la catalisi sono chiamate ribzimi e possono preparare copie con sequenze complementari di brevi sezioni di RNA e mediare il processo di Giunzione, Eliminare le sequenze di sequenze.

Un protobionte che presentava una molecola di RNA catalitica variava dalle loro controparti prive di detto molecola.

Nel caso in cui la protobion possa crescere, dividere e trasmettere l'RNA alla sua prole, i processi di selezione naturale darwiniana possono essere applicati a questo sistema e i protobionti con molecole di RNA aumenterebbero la loro frequenza nella popolazione nella popolazione.

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Sebbene l'aspetto di questo protobionte possa essere molto improbabile, è necessario ricordare che potrebbero esserci stati milioni di protobionti nei corpi idrici della terra primitiva.

Aspetto del DNA

Il DNA è una molecola a due tempi molto più stabile, rispetto alla molecola di RNA, che è fragile ed è inaccurata in modo impreciso. Questa proprietà di precisione in termini di replica ha iniziato ad essere più necessaria poiché i genomi dei protobionti aumentavano di dimensioni.

Alla Princeton University, il ricercatore Freeman Dyson (1923-2020) propone che le molecole di DNA avrebbero potuto essere strutture brevi, assistite nella loro replicazione da polimeri di aminoacidi casuali con proprietà catalitiche con proprietà catalitiche.

Questa replica precoce potrebbe verificarsi all'interno dei protobionti che avevano immagazzinato elevate quantità di monomeri organici.

Dopo l'apparizione della molecola di DNA, l'RNA è stato in grado di iniziare a suonare i suoi documenti attuali come intermediario della traduzione, creando così il "mondo del DNA".

Riferimenti

1. Altstein, a. D. (2015). L'ipotesi di Progene: il mondo delle nucleoproteine ​​e come è iniziata la vita. Biologia diretta, 10, 67.
2. Audeserk, t., Audeserk, g., & Byers, B. E. (2003). Biologia: vita sulla terra. Pearson Education.
3. Campbell, a. N., & Reece, J. B. (2005). biologia. Pan -American Medical Editoriale.
4. Range, m. (2007). Biologia 1: un approccio costruttivista. Pearson Education.
5. Schrum, J. P., Zhu, t. F., & Szostak, J. W. (2010). Le origini della vita cellulare. Prospettive di Cold Spring Harbor in biologia, A002212.
6. Stano, p., & Mavelli, F. (2015). Protocells Modelli in origine della vita e biologia sintetica. Vita, 5(4), 1700-1702.